从对课本上一道习题答案的商榷再谈如何简便分析自感问题

当然，搞好实验教学，在实验教学中培养学生各方面的素质，教师除了要做好以上三点，还应该注意在实验中培养学生的创新意识，激活学生的创造性思维，改变过去实验时只动手、少动脑，按着课本或教师的提示依葫芦画瓢的做法。因此，教师在实验中可巧设障碍或矛盾，促使学生想办法解决问题；或在

教学设计时增补一些实验，故意设置一些障碍，以促使学生动脑筋、想办法，让学生有参与设计实验和提出实验新方法的机会，从而让学生的聪明才智得以施展，创新意识得到增强。

综上所述，要大面积提高物理教学质量，全面提高学生的素质，真正实现应试教育向素质教育的转化，物理教师就必须在物理教学中做好实验教学这篇大文章，不断地探索、大胆地实践，追求更新、更高的教学意境。

人教版《物理》选修3-2第25页第二题：李辉用多用表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路。正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两枝表笔，也没有什么感觉。这是什么原因？教师教学用书是这样解释的：当李辉把多用表的表笔与被测线圈断开时，线圈中的电流将减小，发生自感现象，会产生较大的自感电动势，两只表笔间有较高电压，“电”了刘伟一下，所以刘伟惊叫起来。

我认为此解释不太确切，容易使学生造成误解，甚至错解。教师教学用书提供的答案很容易让人从两种角度去理解。一种为：造成刘伟惊叫的原因是自感电动势较大，电压较高刺激刘伟惊叫，而不是电流较大刺激的原因。但是从人体理学角度来讲，人体是对流经人体的电流有反应而不是电压，人体对通过不同电流时的反应如下表，故此种理解角度不妥。另一种为：教师教学用书认为造成李伟惊叫的原因是电流。但是教师教学用书是从欧姆定律角度定性判断：断开表笔瞬间，由于产生的自感电动较大，因此自感电流也较大，是自感电流“电”了刘伟一下，使刘伟惊叫起来。毋庸置疑，由于变压器具有较大

的自感系数，根据E

感=L

△I

△t

可知拿开表笔时，必然会产生较大

的自感电动势，但是由感抗定义X

L

=2πfl可知变压器的感抗也很大，同时人体电阻也很大，这种情况下利用欧姆定律就不容易判断出产生的自感电流大小情况。故这种由欧姆定律判断自感电流大小从而分析刘伟惊叫的的理解角度也不妥。

我认为必须从自感电流角度分析，看通过刘伟的最大自感电流是否超过了人体所能承受的范围，但是如何判断自感电流的大小呢？对题目电路简化如图所

示，李辉没把表笔拿开时，由于人体电阻

远大于变压器电阻，因此流经人体电流

远小于流过变压器的电流，小于人体所

能感知的电流强度，所以刘伟感觉不到，

但此时流经变压器的电流应该已经达到

人体所能感觉到的电流。当把电路中的电源断开后，根据自感概念和楞次定律可知，线圈就会在其闭合回路中产生自感电流。最大自感电流又应当为多少？由于线圈中储存的磁场能由通过线圈的电流决定，当电路中的电源断开后，线圈中电流表现为自感电流，闭合回路中线圈所储存的磁场能开始以自感电流向外释放，随着时间推移，储存的磁场能减少，所以自感电流在减小。但是把电路电源断开的一瞬间，线圈储存的磁场能还没来得及释放，所以此瞬间通过闭合回路产生的自感电流最大，并且等于线圈的原电流。故本题中李辉把表笔拿开瞬间产生的最大自感电流让刘伟能感觉到，因此尖叫起来。

那当我们碰到涉及自感方面的问题，比如：电键闭合断开瞬间小灯泡的亮度变化判断，以及电路故障分析，等等，是从自感电动势角度分析简便还是从自感电流角度分析简便？一般根据电键闭合情况分为两类。一种情况是当打开电键时，由上面的分析过程可知：由于自感现象线圈中的自感电流会从原电流开始逐渐减小，故此时主要通过比较电路中用电器的工作电流与断开瞬间线圈所产生的最大自感电流来分析问题分析比较简便。另一种情况是当闭合电键瞬间。由于自感线圈中电流不可能突变，从零逐渐增加，因此此瞬间利用电流分析不太方便，但是电键闭合瞬间，线圈中电流从无到有，电流的变化率最大，产生的自感电动势最大，并且自感电动势逐渐减小，所以这种情况下利用自感电动势分析问题反而简便。现举例如下。

典例一：在如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L

1

、L

2

与直流电源连接，电感的电阻忽略不计。电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（）。

A.a先变亮，然后逐渐变暗

B.b先变亮，然后逐渐变暗

C.c先变亮，然后逐渐变暗

D.b、c都逐渐变暗

答案：A、D。

分析：答案为：断开电键K的瞬间，原来每个电感线圈产生感应电动势均加载于灯泡a上，故灯泡a先变亮，然后逐渐变暗，A对。本选项若利用自感电流分析更简单：由于电路中电源为直流电源，所以电键没断开前a、b、c三灯流过的电流相同，亮度相同。电键断开瞬间，由于自感b、c灯的电流从原电流开始减小，且方向不变，此时流经a灯的电流为b、c灯的电流电流

从对课本上一道习题答案的商榷再谈如何简便分析自感问题

（江苏省郑集高级中学，江苏铜山221143）

沈兴云

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之和，大于原电流，故灯泡a先变亮，然后逐渐变暗。

典例二：如图所示，是测定自感系数很大的线圈L直流电

阻的电路，L两端并联一只伏特表，用来

测量自感线圈的直流电压，在测量完毕

后，将电路解体时应（）。

A.先断开K1

B.先断开K2

C.先拆除安培表

D.先拆除伏特表

分析：若电键K1先断开，由于线圈的自感系数很大，会产生很大的自感电动势，超过了电压表的量程，故先拆除伏特表，也可这样理解，由于断开电键瞬间线圈中自感电流从原电流减少，线圈与伏特表构成闭合回路，而线圈中原电流既然能用电流表测出，一般情况下要超出电压表的满偏电流，故若先断开K1，线圈的自感电流必然会对伏特表造成冲击，损坏伏特表，所以先拆除伏特表。

参考文献：

［1］崔政斌，石跃武.用电安全技术（第2版）.化学工业出版社，2009.

摘要：学生创新能力的培养和日常的实验教学习相关。本文针对目前大学无机化学实验教学中存在的问题，从“学生实验技能的培养和创新能力的关系”、“创新思维的培养与学习的兴趣相结合”、“先进实验仪器应进入学生的课堂”，“实验教学的考核方式需要根本的改变”四个方面探讨了大学学生创新能力的培养途径，以全面深入地促进大学无机化学实验教学的改革，促进学生创新能力的提高，全面提升人才培养质量。

关键词：无机化学实验课程教学教学内容教学改革创新能力

十六大以来，以胡锦涛同志为总书记的党中央十分重视创新。2005年10月，胡锦涛同志在十六届五中全会上明确提出了建设创新型国家的重大战略思想；2006年1月，他又在全国科学技术大会上指出，要坚持走中国特色自主创新道路，用15年左右的时间把我国建设成为创新型国家。为实现这个伟大的目标，我们必须培养一大批创新人才。作为以培养人才为主要职能的高校，理当成为培养创新人才的重要基地。

化学是一门以实验为基础的科学。实验教学是高校化学教学不可缺少的重要组成部分。无机化学是化学专业第一门专业课程，无机化学实验课程教学是整个无机化学教学中的一个重要环节。离开无机实验课的教学，整个无机化学的教学就成了纸上谈兵和空洞的说教，更谈不上可能通过科学实验而有所发现、有所创新。同时无机化学实验课程开设的效果如何直接影响到大学生的学习兴趣，特别是培养学生独立思考，对于学生创新能力的培养尤其重要。

一、理工科无机化学实验课程教学内容存在的问题

（一）教材陈旧，经典实验多，现代实验少。现在大学使用的实验教材多是二十世纪八十年代的教材。以我校为例，使用的教材有两本，一本是高等教育出版社出版的无机化学实验，是由北京师范大学无机化学教学室编著的，1983年第1版，2001年第3版；另一本是1992年5月第3版由高等教育出版社出版的，中山大学等学校编著。由于使用的教材陈旧，现代的实验必然较少，而且在实验教学一般只安排一些经典的实验，重复性好，简单操作。无机化学实验只是培养学生的基本操作技能。

（二）教学观念陈旧，方法单一。使用的教材陈旧，必然带来很多教学观念上的落后。学生做实验先按照实验教材进行预习，实验之前很多教师将实验的现象原理进行详细的讲解，实验所需的仪器、试剂配制均已由实验员准备好并摆在试架上，学生毫无主动性可言，只是机械地操作，定时观察现象，记录实验数据。以这种模式进行教育，根本不可能引起学生的学习兴趣，更谈不上探索创新素质的培养，也是与素质教育和创新教育的宗旨是背道而驰的。

（三）验证性实验占的比例过大，设计性实验几乎没有。实验多数是用来帮助学生理解和巩固所学知识。无机化学实验特别是元素性质部分实验的教学多采用验证式的教学，学生按照老师讲解的进行实验现象的观察、记录，由于元素部分的实验内容太多，实验完成后根本没有什么深刻的印象。在单纯验证性试验教学中，学生的学习积极性和主动性必然受到严重的压抑和束缚，化学学习兴趣必然很难激发，批判思维、发散性思维和创造性思维的培养也很难落实，所以设计性的实验内容的安排就显得比较重要了。比如：元素部分的实验，可以把学生分成几个小组，通过自己设计实验来分离几种离子的混合溶液，这样会大大增加学生的探索的欲望与学习的兴趣。

（四）先进仪器的使用较少，开展的创新性实验较少。大学本科化学教学的仪器相对于科研来说都是落后、简单、淘汰的产品。国外高校本科生的培养，实验教学使用的仪器一般都是非常先进的，与科研使用的仪器没有差别。目前我国结合先进仪器开展的综合实验太少，很多高校基本没有。这样很难让学生开阔眼界，了解科学研究的前沿，对于学生创新能力的培养是不利的。

二、高校化学创新人才的培养途径

目前，高等学校传统的化学教学，尤其是化学实验教学，不论是教学思想、课程体系、教学内容，还是实验手段和管理水平，都难以适应面向21世纪人才培养的需要，这些问题不解决，创新人才的培养就是一句空话。因此，我们的化学实验教学必须主动适应时代要求，加速自身的改革和完善，满足新世纪化学创新人才培养的需要。为将创新人才的培养落到实处，我们就需要解决好日常教学中存在的实际问题，进行无机化学实验教学的改革。高校化学创新人才的培养可以通过以下几个途径来努力。

（一）学生实验技能的培养和创新能力的培养。无机化学实验是大学化学专业开展的第一门实验课，承担了学生基本实验技能的训练任务，而且基本实验技能的培养对于后面的学习和科研是非常重要的，因为缺乏基本实验技能，根本谈不上培养创新能力。学生实验技能和创新能力的培养是相辅相成的。我们可以通过开展实验技能竞赛来引发学生的学习兴趣，增强学生的学习的主动性；通过开设一些综合性实验、设计性实验，增加学生之间的团结和协作，增加他们集体创新的意识。

（二）创新思维的培养与学习的兴趣相结合。教师要对教材进行取舍，更新实验内容，与时俱进，安排一些现代的实验，

无机化学实验教学的现状与大学生创新能力的培养

（浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华321004）

钱海生

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